Side 26

n KLIMA & MILJØ Ozon ved Villum Research Station De seneste resultater fra forskning i de parametre, der kontrollerer ozonniveauerne i den arktiske troposfære. Atmosfære-målehuset på Villum Research Station med specielle prøveindløb til aerosol- målinger og til gasser, samt skorstene for at fjerne luften, der suges ind i huset, så vi undgår kontaminering af vores egen prøveluft. samt import fra stratosfæren. På trods af dens anerkendte vigtighed er forstå- elsen af den komplekse kemi af ozon stadig ufuldstændig. En hovedårsag til, at ozon i det høje Arktis er særligt svært at simulere ved atmosfærisk kemisk transportmodellering, er forekomsten af ​​ Ozon Nedbrydnings Episoder (engelsk; ozone depletion events - ODE’er) i forårsmånederne, hvor ozonkoncentra - tionerne reduceres drastisk på grund af kemiske reaktioner, der involverer halogener, især brom. Dette fænomen, som endnu ikke er fuldt forstået, er rela - teret til heterogene reaktioner på sne- og isoverflader samt vindblæst sne og aero - solpartikler. Under ODE’er forøges også aflejringen af kviksølv på grund af dets reaktion med halogenradikaler [1,2]. På Villum Research Station (Villum) blev ozonmålinger påbegyndt i 1996 og fortsætter stadig, med en afbrydelse fra 2002 til 2007. Ozonkoncentrati­ onen bestemmes ud fra dets absorption Af Jens Hjorth 1 , Jakob Boyd Pernov 2 og Henrik Skov 1 1 Institut for Miljøvidenskab, iClimate, Arctic Research Center, Aarhus Universitet 2 Extreme Environments Research Laboratory, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Schweiz I denne artikel opsummerer vi seneste resultater vedrørende ozonniveauer i den arktiske troposfære. Observerede tendenser og fænomenet Ozon Ned - brydnings Episoder præsenteres og diskuteres. Introduktion Ozon (O 3 ) i troposfæren er den tredje mest vigtige antropogene drivhusgas efter CO 2 og metan; det er kendt for at skade vegetation og udgøre en risiko for menneskers sundhed i områder med højt forureningsniveau. Det spiller også en vigtig rolle som reaktant i fotolytiske og andre kemiske reaktioner i atmosfæren. Kilderne til troposfærisk ozon er foto - kemiske reaktioner, der involverer både naturlige og antropogene emissioner, Forskere og logistikere foran Villum Research Stations Forskerhus. Fra venstre: Henrik Skov, Christel Christoffersen, Stephan Ingeman Bernberg, Andreas Massling og Jørgen Skafte. 26 Dansk Kemi, 105, nr. 2, 2024 -

Side 27

KLIMA & MILJØ n ved 254 nm, og instrumentets stabilitet sikres ved generering af en intern ozon - standard, som kan spores til en primær standard. Den relativt lange tidsserie af observationer har gjort det muligt at undersøge tendenser samt studere de processer, der fører til de observerede koncentrationer. I 2023 blev analyser af observationerne ved arktiske målesta- tioner, herunder Villum, offentliggjort i to artikler, én om tendenser [3] og en anden om nuværende viden og model - lers evne til at reproducere observerede ozonniveauer [4]. Nogle resultater af disse studier præsenteres i det følgende. Årlig cyklus, tendenser og modellers præstationsniveau Ozon på steder tæt på Polarcirklen har en årlig cyklus med maksimale værdier om foråret, som det også ses i områder fjernt fra forureningskilder ved vores breddegrader. Dette forårsmaksimum skyldes påvirkning fra stratosfærisk ind - trængning samt af højere bidrag i denne periode fra ozon dannet i troposfæren. Sammenligning mellem modelresultater (deres medianværdi) og observationer viste, at 12 ”state of the art”-modeller kan reproducere dette maksimum. Også de relativt lave ozonkoncentrationer om sommeren, forklaret ved fotokemisk nedbrydning af ozon, og de højere vær - dier om vinteren blev reproduceret af multimodelmedianen (MMM). Imidlertid kunne det forårsminimum, der observeres på arktiske lokaliteter som Villum, forårsaget af ODE’er, ikke beskrives af modellerne, der generelt ikke havde en tilstrækkelig beskrivelse af halogenkemien. Der var stor variabili- tet blandt modellerne, både med hensyn til overfladeozon og for ozon i den frie troposfære, som generelt kun blev repro - duceret inden for ±50 procent. MMM- værdierne viste den bedste overensstem- melse med målingerne. Tendensanalyserne (se figur 1), baseret på den ikke-parametriske Mann-Kendal- metode, viste en markant forskel mellem karakteristika for højarktiske stationer og for stationer tæt på Polarcirklen. Over den længste periode (alle år med tilgængelige data mellem 1993 og 2019) havde de højarktiske stationer generelt positive årlige tendenser, mens to ud af de tre skandinaviske og finske stationer havde negative tendenser (Tustervatn og Pallas). En analyse af de månedlige tendenser viste, at stigningerne i ozon på de højarktiske steder primært fandt sted i vintermånederne. Ved at se på en kortere periode (1999-2019) blev de positive tendenser ved Alert, Utqiaġvik Figur 1. Venstre: Placering af overflade (fremhævet) og ozonsonde (kursiv) målestationer samt Polarcirklen (66.55°N). Højre: Tendenser i O 3 -ændringer ved overfladestationer i ppbv per årti (venstre kolonne) og p-værdier for de årlige tendenser. Statistisk signifikante tendenser (>90% CL, p<=0.1) er fremhævede. Geografiske koordinater for alle steder er angivet i [4]. Figur fra [3]. og Villum mere markante, især på Villum, mens Zeppelin havde en svagt negativ tendens. Igen viser to ud af de tre stationer tæt på Polarcirklen negative tendenser. Tendenser i fri troposfærisk ozon blev også beregnet, baseret på data fra ozon-sonder fra de steder, der vises i figur 1: Vintertidsstigninger blev fundet på de fleste steder, mens tendenserne om foråret primært var negative; der er imidlertid stor variabilitet mellem stederne. De stigende vintertidsoverflade- og fri troposfæriske ozonkoncentrationer på højarktiske lokaliteter samt nogle positive tendenser om sommeren blev reproduceret af modellerne, men model - lerne har tendens til at overvurdere disse tendenser. Reducerede emissioner af NO x menes at forårsage disse positive ozontendenser ved vores breddegrader på grund af reduceret titrering af ozon, og dette kan også være forklaringen på de arktiske tendenser. Denne forklaring bliver understøttet af, at kulilte, der udledes sammen med NO x fra for- brændingskilder, havde stærkt negative vintertendenser ved to af de højarktiske stationer. Reducerede emissioner af de stoffer, der danner ozon ved fotokemiske processer (NO x , kulilte og flygtige or - ganiske forbindelser), kan også forklare - Dansk Kemi, 105, nr. 2, 2024 27

    ...